[发明专利]极小误差的密度测量装置

说明书

技术领域：

本发明——极小误差的密度测量装置，涉及一种固体材料表观密度测量装置及测量方法，该测量装置使用相似办法也同时可以测量液体的密度。本发明是一种适应各种材料(固体、液体)的密度测量装置及测量方法，可广泛用于土木工程、石油化工、生产制造等需要测量原材料表观密度的各个领域。

背景技术：

本发明之前对固体材料表观密度测量方法有：比重瓶法(用于粉料表观密度测量)，吊篮法(用于规则不规则块料密度测量)及量筒(瓶)法(用于不规则小粒径块料密度测量)，测量原理都是阿基米德定律。由于液体张力，量筒口径，人眼观察精度，操作精度影响及天平感量误差，对密度测量不仅需要时间较长，不同种类材料需要不同测量仪器，操作过程繁琐，对材料表观密度测量结果误差较大，测量精度较差——其中，既有人工观察误差，也有测量仪器原因。

测量液体密度使用密度计法。

发明内容：

发明原理：本发明固体材料表观密度测量原理也是阿基米德定律。液体测量密度测量原理即液体密度定义。

发明目的和作用：简化测量仪器，减小测量过程中人工操作误差、人眼观察误差，降低测量仪器对密度测量形成的误差，简化密度试验过程，提高平行试验一致性，缩短试验时间，提高工作效率。

具体发明内容为：

1.密度测量装置：

本发明密度测量装置由恒定体积量器和定位器两部分组成，按照国际通行的命名规则，发明人称呼这种装置王氏密度瓶。

(1)恒定体积量器：

恒定体积量器为两端有一定高差的连通器，由容积部和排液嘴两部分组成。

如果我们非要与恒定体积量器找一个“兄弟”，恒定体积量器与上嘴过滤器“长相”有一定相似度又有明显的不同。

容积部是王氏密度瓶盛装液体及测量原材料部分，形状相当于一个容量瓶在其颈部有一个4mm-8mm洞口，类似于高颈酒壶盛酒或者茶壶盛茶水的主体部分。容积部锥面或者球面上部管状或者漏斗状部分，发明人称其为恒定体积量器的颈部。恒定体积量器的颈部可以根据测量的不规则材料颗粒直径大小，可以做成任意直径的管状或者漏斗状；发明人认为，恒定体积量器颈部高度宜大于50mm小于300mm，直径最好为20mm、50mm、100mm、150mm和200mm，以适应颗粒直径小于颈部直径四分之三的测量物能够顺利放入恒定体积量器中。

排液嘴是连通在容积部洞口处排液端口低于容积部与排液嘴连通部的管状物，内径以2-5mm为优，水平长度应超出定位器最长边缘；排液口管状可以有一个稍微向上倾斜的弧度，这个向上倾斜弧度最高点低于容积部最高点3mm及以上，以保证量器体积恒定，同时方便测量密度小于液体密度的材料；实验证明，排液口内径应该4mm-8mm；内径小于4mm或者大于8mm时，液体张力会在排液嘴底部形成挂液，或者对排液嘴湿润面积增大，——试验证明，液体为水时，排液嘴内径小于4mm，挂液水滴质量小于0.07g；排液嘴内径大于8mm，湿润排液嘴水质量小于0.08g；说明排液嘴内径及排液长度仍然对测量精度有影响。排液嘴越靠近颈部顶端，越便于利用与排液嘴反向的容量器颈部位置向恒定体积量器内倾倒被测量物，并利用二次补充少量液体时把恒定体积量器上测量物冲到恒定体积量器底部。由于排液嘴水平长度超出定位器边缘，排液嘴边缘最低处最好略低于烧杯边缘，最终补充的多余液体能够排到对准排液嘴的烧杯里。

由于常用500ml和1000ml烧杯高度为100-160mm，排液口最低端距离恒定体积量器底部以80-160mm为最优。

恒定体积量器可以根据需要做成任何体积。

恒定体积量器底部可以标有通过容量器中心点与排液嘴中分线的颜色鲜艳线段，方便恒定体积量器对位，使恒定体积量器每一次都可以放置于同一位置。

当恒定体积量器放置于固定位置时，容量一定是恒定的。发明人的试验证明，在液体为水(或者其它均质液体)情况下，恒定温度同一恒定体积量器多次用感量0.001g的天平称量，所有称量结果全部相同，多次计量结果之差为0。

为了方便恒定体积量器使用，体积较大的恒定体积量器可以在排液口垂直中分线处安装一个耳状把手。

恒定体积量器可以使用使用有机材料(如塑料)制成，也可以使用各种无机材料(玻璃，陶瓷，金属)制成。

恒定体积量器最好由透明、不容易变形并且耐高温的原材料制成，如石英(氧化硅)玻璃，水晶，纯氧化铝等制成，——当然，就是非透明装置也不影响测量精度，但影响观感。